楊子輝 田 昊

（山東金華海生物開發(fā)有限公司，山東濟(jì)南251400）

0 前言

類胡蘿卜素生物合成抑制劑又稱白化除草劑（bleaching herbicide）［1］，此類除草劑引起的變化主要表現(xiàn)為植物出現(xiàn)白化葉片，導(dǎo)致植物死亡［2］。導(dǎo)致植物死亡的主要原因有兩個(gè)：一是植物體內(nèi)類胡蘿卜素的生物合成被抑制；二是植物體內(nèi)葉綠素的生物合成被抑制。阻斷類胡蘿卜素生物合成的主要兩種酶為八氫番茄紅素去飽和酶（PDS）和ζ-胡蘿卜素去飽和酶（ZDS）。

氟吡酰草胺是含苯氧基的吡啶酰胺類化合物，是目前應(yīng)用于小麥田的新品種，屬于類胡蘿卜素生物合成抑制劑［3］。巴斯夫和拜耳公司在20世紀(jì)90年代已經(jīng)有較多專利報(bào)道了該類抑制劑的相關(guān)衍生物，該類化合物的研發(fā)仍具有廣泛價(jià)值［4］。在參考氟吡酰草胺結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合成了2種氟吡酰草胺衍生物，并進(jìn)行了盆栽法除草活性測(cè)試。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

3-三氟甲基苯酚，質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%，上海泰坦科技有限公司；4-氯吡啶-2-甲酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%，上海泰坦科技有限公司；其他溶劑和試劑均為市售。

1.2 試驗(yàn)儀器

ZF-2型三用紫外儀，上海安亭電子儀器廠；RE-52C型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；RY-1G型熔點(diǎn)儀，天津天光光學(xué)儀器有限公司；核磁共振儀，BRUKER，400 MHz，CDCl3溶劑，TMS內(nèi)標(biāo)；Agilent 1100 Series型高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)，EI，美國Agilent公司；薄層層析硅膠板，煙臺(tái)江友硅膠開發(fā)有限公司。

1.3 試驗(yàn)制備

［N-苯基-3-（3-三氟甲基苯基）苯氧基］吡啶-2-甲酰胺（化合物2）和［N-4-甲基苯基-3-（3-三氟甲基苯基）苯氧基］吡啶-2-甲酰胺（化合物3）的合成路線見圖1和圖2。

圖1 目標(biāo)化合物2的合成路線

圖2 目標(biāo)化合物3的合成路線

1.3.1 ［3-（3-三氟甲基苯基）苯氧基］吡啶-2-甲酸（中間體1）的制備

將3-三氟甲基苯酚10.55 g（0.06 mol）、無水碳酸鈉6.35 g（0.06 mol）、4-氯吡啶 -2-甲酸7.90 g（0.55 mol）、氯化亞銅0.25 g加入 250 mL圓底燒瓶中，并加入100 mL N，N-二甲基甲酰胺溶劑，磁力攪拌，反應(yīng)溫度控制在140℃，回流8 h，反應(yīng)完畢，將反應(yīng)混合液冷卻至常溫，并加入60 mL去離子水，在磁力攪拌下，加入濃鹽酸，不停攪拌，調(diào)節(jié)pH至3左右，此時(shí)有白色固體析出，放入冰箱冷藏1 h，取出，過濾出固體，將固體干燥，得最終白色固體3-（3-三氟甲基苯基）苯氧基）吡啶-2-甲酸12.00 g，收率為84.5%。

1.3.2 ［N-苯基-3-（3-三氟甲基苯基）苯氧基］吡啶-2-甲酰胺（化合物2）的制備

4-（3-三氟甲基）苯氧基-2-吡啶甲酸141 mg（0.5 mmol）溶于 5 mL四氫呋喃（THF）中，滴加0.5 mL二氯亞砜，室溫?cái)嚢?.0 h，脫溶除去大部分溶劑和二氯亞砜，用20 mL THF溶解，依次滴加苯胺42 mg（0.5 mmol）、三乙胺 61 mg（0.6 mmol），室溫反應(yīng)過夜，反應(yīng)完畢，脫溶，以25 mL二氯甲烷溶解，飽和食鹽水洗滌3次，硫酸鈉干燥，抽濾，脫溶，粗品柱層析得淺灰色固體125 mg，熔點(diǎn)為133～135℃，收率 70%。核磁共振氫譜（1H NMR）（300 MHz，CDCl3）δ：10.01（s，1H），8.51（d，J＝5.5 Hz，1H），7.91～7.68（m，3H），7.67～7.53（m，2H），7.33（s，4H），7.15（t，J＝7.3 Hz，1H），7.05（d，J＝3.1 Hz，1H）。

1.3.3 ［N-4-甲基苯基-3-（3-三氟甲基苯基）苯氧基］吡啶-2-甲酰胺（化合物3）的制備

4-（3-三氟甲基）苯氧基-2-吡啶甲酸141 mg（0.5 mmol）溶于5 mL THF中，滴加0.5 mL二氯亞砜，室溫?cái)嚢?.0 h，25℃減壓除去大部分溶劑和二氯亞砜（脫溶的目的是防止二氯亞砜和溶劑干擾下一步反應(yīng)），剩余物即為4-（3-三氟甲基）苯氧基-2-吡啶甲酰氯，未經(jīng)處理直接投入下一步反應(yīng)。

用20mL THF溶解，依次滴加4-甲基苯胺54 mg（0.5 mmol）、三乙胺 61 mg（0.6 mmol），室溫反應(yīng)過夜，反應(yīng)完畢，脫溶，用25 mL二氯甲烷溶解，用飽和食鹽水洗滌3次，硫酸鈉干燥，抽濾，脫溶，粗品柱層析得淺灰色固體141 mg，熔點(diǎn)為138～140℃，收率76%。核磁共振氫譜（1H NMR）［300 MHz，二甲基亞砜（DMSO）］δ：10.59（s，1H），8.66（d，J＝5.5 Hz，1H），7.77～7.72（m，4H），7.63～7.54（m，2H），7.14～7.30（m，2H），2.25（s，3H）。

2 除草活性測(cè)定

醴腸、反枝莧、牛筋草、酸模種子經(jīng)催芽露白后播入塑料花盆中（直徑10 cm，深12 cm，裝入壤土），每盆播種5粒，播種后覆土0.5 cm。播種后的花盆從底部浸濕，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培養(yǎng)至禾本科雜草3～4葉期、闊葉雜草4～6葉期，噴施待測(cè)化合物的乳液。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～3%的丙酮溶解目標(biāo)化合物乳液，后加入吐溫-80溶清。噴霧后將花盆搬回實(shí)驗(yàn)室，室溫培養(yǎng)，根據(jù)需要澆水。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，以噴施含等量二氯甲烷和吐溫-80的乳液作為對(duì)照。施藥后第21 d取地上部分稱量鮮重，按式1計(jì)算鮮重抑制率。

通過氟吡草酰胺衍生物化合物2和化合物3的除草活性普篩，劑量為150 g a.i/hm2時(shí)，對(duì)莖葉噴霧和土壤處理，普篩結(jié)果見表1。

表1 目標(biāo)化合物2和化合物3對(duì)雙子葉雜草的除草活性

3 結(jié)果與討論

3.1 合成

中間體1的制備在采用DMF為溶劑、碳酸鈉為堿、氯化亞酮為催化劑的條件下合成，后處理經(jīng)硫酸酸化，合成操作簡便。

在第一步醚化反應(yīng)探索過程中，先以氯化鋅為催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生較多副產(chǎn)物，后進(jìn)行改進(jìn)，以氯化銅為催化劑，醚化反應(yīng)情況較好，以較高收率獲得中間體1。

目標(biāo)化合物同屬于酰胺類化合物，采用酰氯和胺的合成方法，合成簡便。對(duì)縛酸劑種類對(duì)目標(biāo)化合物2合成收率的影響進(jìn)行了研究。表1為縛酸劑種類對(duì)反應(yīng)收率的影響。

表1 縛酸劑種類對(duì)反應(yīng)收率的影響

由表2可知，在以三乙胺為縛酸劑的條件下，目標(biāo)化合物2的合成收率最高。

3.2 活性

目標(biāo)化合物同為氟吡酰草胺的衍生物，在結(jié)構(gòu)上吡啶基的羧基位置與氟吡酰草胺不同。在生物活性方面測(cè)試了3種雙子葉雜草和1種單子葉雜草，活性測(cè)試結(jié)果表明：目標(biāo)化合物在莖葉處理后，對(duì)幾種雙子葉雜草醴腸、反枝莧、酸模有較好的抑制率，如化合物2對(duì)酸模的莖葉處理抑制率達(dá)53.45%，化合物3對(duì)單子葉雜草牛勁草的莖葉處理抑制率達(dá)72.70%，該類化合物對(duì)單子葉雜草活性略優(yōu)于雙子葉雜草。該類化合物的可作為除草劑的候選先導(dǎo)化合物，有一定結(jié)構(gòu)優(yōu)化的價(jià)值。